混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)T幻燈片5

第5章多高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)●

5.1多高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

●5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇●5.1.2關(guān)于結(jié)構(gòu)底部的嵌固部位的確定

●5.1.3計(jì)算簡(jiǎn)圖的處理

●5.1.4總信息中幾個(gè)重要參數(shù)的確定

●5.1.5內(nèi)力計(jì)算結(jié)果的分析、判斷●5.1.6根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整

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5.2多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算例

●5.2.1工程概況及計(jì)算簡(jiǎn)圖●5.2.2設(shè)計(jì)條件●5.2.3荷載標(biāo)準(zhǔn)值●5.2.4框架荷載及內(nèi)力計(jì)算●

5.3剪力墻結(jié)構(gòu)算例●5.4思考題與作業(yè)●

5.1多高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前多高層建筑的結(jié)構(gòu)分析基本上都采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行，前面章節(jié)有關(guān)手算的方法的介紹主要是為了幫助對(duì)結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)及概念進(jìn)行深入理解。當(dāng)然，設(shè)計(jì)人員也可用手算方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)估算。

計(jì)算機(jī)軟件并不能完全代替設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)概念，所以在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，我們必須對(duì)軟件的計(jì)算原理及適用范圍有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，選擇適合相應(yīng)結(jié)構(gòu)體系的軟件進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真分析，以確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和合理性。

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5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇計(jì)算模型分類計(jì)算假定適用范圍單榀平面框架分析將結(jié)構(gòu)劃分為若干榀正交平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，在水平力作用下，按單榀平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，樓板假定在其自身平面內(nèi)為剛度無限大平面非常規(guī)則的純框架(剪力墻)結(jié)構(gòu)，且各榀框架(剪力墻)大體相似，一般不用于高層建筑結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)空間協(xié)同法將結(jié)構(gòu)劃分為若干榀正交或斜交的平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，在任一方向的水平力作用下，由空間位移協(xié)調(diào)條件進(jìn)行各榀結(jié)構(gòu)的水平力分配。樓板假定在其自身平面內(nèi)為剛度無限大平面布置較為規(guī)則的框架、框架―剪力墻和剪力墻結(jié)構(gòu)等三維空間分析法剪力墻為開口薄壁桿件模型采用開口薄壁桿件理論，將整個(gè)平面連肢墻或整個(gè)空間剪力墻模擬為開口薄壁桿件，每一桿件有兩個(gè)端點(diǎn)，各有7個(gè)自由度，前6個(gè)自由度的含義與空間梁、柱單元相同，第7個(gè)自由度是用來描述薄壁桿件截面翹曲的。在小變形條件下，桿件截面外形輪廓線在其自身平面內(nèi)保持剛性，在出平面方向可以翹曲。樓板假定為無限剛，采用薄壁桿件原理計(jì)算剪力墻，忽略剪切變形的影響框架、框架―剪力墻、剪力墻及筒體結(jié)構(gòu)表5-1常用結(jié)構(gòu)分析軟件的計(jì)算模型及適用范●

5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇計(jì)算模型分類計(jì)算假定適用范圍表5-1常用結(jié)構(gòu)分析軟件的計(jì)算模型及適用范三維空間分析法剪力墻為墻板單元模型梁、柱、斜桿為空間桿件，剪力墻為允許設(shè)置內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的改進(jìn)型墻板單元，具有豎向拉壓剛度、平面內(nèi)彎曲剛度和剪切剛度，邊柱作為墻板單元的定位和墻肢長(zhǎng)度的幾何條件，一般墻肢用定位虛柱，帶有實(shí)際柱端的墻肢直接用柱端截面及其形心作為邊柱定位。在單元頂部設(shè)置特殊剛性梁，其剛度在墻平面內(nèi)無限大，平面外為零，既保持了墻板單元的原有特性又使墻板單元在樓層邊界上全截面變形協(xié)調(diào)框架、框架―剪力墻、剪力墻及筒體結(jié)構(gòu)板殼單元模型用每一節(jié)點(diǎn)6個(gè)自由度的殼元來模擬剪力墻單元，剪力墻既有平面內(nèi)剛度又有平面外剛度，樓板既可以按彈性考慮，也可以按剛性考慮框架、框架―剪力墻、剪力墻、筒體等各類結(jié)構(gòu)三維空間分析法墻組元模型在薄壁桿件模型的基礎(chǔ)上作了改進(jìn)，不但考慮了剪切變形有影響，而且引入節(jié)點(diǎn)豎向位移變量代替薄壁桿件模型形心豎向位移變量，更準(zhǔn)確的描述剪力墻的變形狀態(tài)，是一種介于薄壁桿件單元和連續(xù)體有限元之間的分析單元。沿墻厚方向，縱向應(yīng)力均勻分布；縱向應(yīng)變近似定義為：；墻組截面形狀保持不變框架、框架―剪力墻、剪力墻及筒體結(jié)構(gòu)●

5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇

目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)常用計(jì)算程序的模型多為上述一種或幾種組合形成。其中單榀平面框架分析的計(jì)算模型主要是在早期的結(jié)構(gòu)計(jì)算中采用。其特點(diǎn)是與平面框架手算步驟一致，由于它只適用于非常規(guī)則的純框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)，適用范圍有限，所以現(xiàn)在已很少使用。平面結(jié)構(gòu)空間協(xié)同計(jì)算模型也只能在一定程度上反映結(jié)構(gòu)整體工作的特性，只適用于較規(guī)則的框架、框架―剪力墻、剪力墻結(jié)構(gòu)，目前也已較少使用。在三維空間分析程序中，基于薄壁桿件模型的優(yōu)點(diǎn)是自由度小，使復(fù)雜的高層結(jié)構(gòu)分析得到極大的簡(jiǎn)化。但是薄壁桿件中許多剪力墻難以滿足薄壁柱理論的假定，它對(duì)剪力墻為長(zhǎng)墻、矮墻、多肢剪力墻及框支剪力墻、無樓板約束的剪力墻等情況計(jì)算精度不夠；基于薄板理論的結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，把無洞口或有較小洞口的剪力墻模型化為一個(gè)板單元，把有較大洞口的剪力墻模型化為板―梁連接體系。這類軟件對(duì)剪力墻的模型化不夠理想，沒有考慮剪力墻的平面外剛度及單元的幾何尺寸影響，對(duì)于帶洞口的剪力墻，其模型化誤差較大?！?/p>

5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇基于殼元理論的三維組合結(jié)構(gòu)有限元分析程序，由于殼元既有平面內(nèi)剛度，又具有平面外剛度，用殼元模擬剪力墻和樓板可以較好的反映其實(shí)際受力狀態(tài)。基于殼元理論的多高層結(jié)構(gòu)分析模型，理論上比較科學(xué)，分析精度較高。盡管這種程序功能全面，適用范圍廣，但它的前后處理功能較弱，在一定程度上限制了這類軟件在實(shí)際工程中的使用。因此，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況，深入理解各計(jì)算機(jī)軟件的適用范圍和特點(diǎn)，選擇適合于本工程的計(jì)算軟件進(jìn)行分析?！?/p>

5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇在下列情況下，樓板變形比較顯著，樓板剛度無限大的假定不符合實(shí)際情況，應(yīng)對(duì)采用剛性樓板假定的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正，或采用樓板內(nèi)為半剛性的計(jì)算方法：(1)樓面有很大的開洞或缺口，樓面寬度狹窄。(2)平面上有較長(zhǎng)的外伸段。(3)底層大空間的剪力墻結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層樓面。(4)錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，樓面不能保證平面內(nèi)無限剛度。(5)樓面的整體性差的結(jié)構(gòu)體系?！?/p>

5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇在內(nèi)力與位移計(jì)算中，鋼構(gòu)件、型鋼混凝土及鋼管混凝土等構(gòu)件宜按實(shí)際情況直接作為設(shè)計(jì)條件輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)此類構(gòu)件較少時(shí)，也可以按等剛度原則，等效為混凝土構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于平、立面復(fù)雜的剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用合適的計(jì)算模型分析。當(dāng)采用有限元模型時(shí)，對(duì)應(yīng)力變化復(fù)雜處應(yīng)合理劃分單元；當(dāng)采用薄壁桿件計(jì)算模型時(shí)，對(duì)錯(cuò)洞墻可進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪Ｐ突幚砗笤僮髡w分析?！?/p>

5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇B級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)和體型復(fù)雜、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下要求：(1)應(yīng)采用兩個(gè)不同的力學(xué)模型的三維空間分析，結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行整體分析計(jì)算。對(duì)于同一結(jié)構(gòu)采用不同的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算軟件計(jì)算，可以互相比較和校核，對(duì)把握結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)是十分必要的。(2)在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，宜考慮平扭耦連計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，振型數(shù)不應(yīng)小于15，對(duì)多塔樓結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓數(shù)的9倍，且計(jì)算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。(3)應(yīng)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。(4)宜采用彈塑性靜力或動(dòng)力分析方法驗(yàn)算薄弱層彈塑性變形。應(yīng)采用豎向荷載作用下模擬施工進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)，在考慮軸向變形影響時(shí)，由于高層建筑結(jié)構(gòu)是逐步逐層施工形成的，其豎向荷載也是逐層加載而成的。如果采用一次施加外荷載進(jìn)行計(jì)算就會(huì)出現(xiàn)較大的差異，房屋越高，構(gòu)件豎向剛度相差越大，則差異越大。因此一般的三維空間分析計(jì)算軟件都建議采用模擬施工加載進(jìn)行內(nèi)力分析。(5)對(duì)豎向不規(guī)則的高層建筑，包括某樓層抗側(cè)剛度小于其上一層的70%或小于其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%，或結(jié)構(gòu)樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的承載力小于其上一層的80%，或某樓層豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，其薄弱層對(duì)應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的地震剪力應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)。結(jié)構(gòu)分析應(yīng)按上述要求進(jìn)行，并應(yīng)對(duì)薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施。●

5.1.2關(guān)于結(jié)構(gòu)底部的嵌固部位的確定

對(duì)于多高層建筑結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析之前，必須首先確定結(jié)構(gòu)嵌固端所在的位置。所謂嵌固部位也就是預(yù)期塑性鉸出現(xiàn)的部位。嵌固端的正確選取是結(jié)構(gòu)計(jì)算模型中的一個(gè)重要假定，它不僅關(guān)系到結(jié)構(gòu)中某些構(gòu)件內(nèi)力分配的準(zhǔn)確性，而且還影響結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)移的真實(shí)性以及結(jié)構(gòu)局部的經(jīng)濟(jì)性?！?.1.2關(guān)于結(jié)結(jié)構(gòu)底底部的的嵌固固部位位的確確定(1)在二層層以上上地下下室的的多層層建筑筑，宜宜將上上部的的嵌固固部位位設(shè)在在地下下室頂頂板，，此時(shí)時(shí)應(yīng)滿滿足以以下條條件：：①地地下室室頂板板標(biāo)高高與室室外地地坪高高差不不能太太大，，一般般應(yīng)小小于地地下一一層層層高的的1/3。②地地下室室頂板板結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)為為梁板板體系系，且且該層層樓面面不得得留有有大洞洞口，，樓面面框架架梁的的抗彎彎剛度度要足足夠大大。③地地下室室結(jié)構(gòu)構(gòu)的布布置應(yīng)應(yīng)保證證地下下室頂頂板及及地下下室各各樓層層樓板板有足足夠的的平面面內(nèi)整整體剛剛度和和承載載力，，能將將上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)的地地震作作用傳傳遞到到全部部地下下室抗抗側(cè)力力構(gòu)件件；為為此地地下室室頂板板板厚厚不宜宜小于于180mm，混凝凝土等等級(jí)應(yīng)應(yīng)不小小于C30，且應(yīng)應(yīng)雙層層雙向向布置置鋼筋筋。每每層每每個(gè)方方向的的鋼筋筋配筋筋率不不宜低低于0.25%?！?.1.2關(guān)于結(jié)結(jié)構(gòu)底底部的的嵌固固部位位的確確定(1)在二層層以上上地下下室的的多層層建筑筑，宜宜將上上部的的嵌固固部位位設(shè)在在地下下室頂頂板，，此時(shí)時(shí)應(yīng)滿滿足以以下條條件：：④地地下室室結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)能能承受受上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)屈服服超強(qiáng)強(qiáng)及地地下室室本身身的地地震作作用。。為此此地下下室的的樓層層側(cè)向向剛度度不應(yīng)應(yīng)小于于相鄰鄰上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)樓層層側(cè)向向剛度度的2倍。⑤計(jì)計(jì)算多多塔大大底盤盤地下下室樓樓層側(cè)側(cè)向剛剛度比比時(shí)，，大底底盤地地下室室的整整體剛剛度應(yīng)應(yīng)不小小于相相鄰上上部結(jié)結(jié)構(gòu)所所有塔塔樓的的總體體剛度度的2倍，每每棟塔塔樓內(nèi)內(nèi)范圍圍內(nèi)(塔樓周周邊向向外擴(kuò)擴(kuò)展與與地下下室高高度相相等的的水平平長(zhǎng)度度)的地下下室側(cè)側(cè)向剛剛度與與相鄰鄰上部部塔樓樓的側(cè)側(cè)向剛剛度比比不宜宜小于于1.5。⑥地地下室室柱截截面每每側(cè)面面的縱縱向鋼鋼筋面面積，，除應(yīng)應(yīng)滿足足計(jì)算算要求求外，，不應(yīng)應(yīng)少于于地上上一層層對(duì)應(yīng)應(yīng)柱每每側(cè)縱縱向鋼鋼筋面面積的的1.1倍。⑦地地下室室頂板板部位位的梁梁柱節(jié)節(jié)點(diǎn)左左右梁梁端截截面實(shí)實(shí)際受受彎承承載力力之和和不宜宜小于于上下下柱端端實(shí)際際承載載力之之和。?！?.1.2關(guān)于結(jié)結(jié)構(gòu)底底部的的嵌固固部位位的確確定(2)當(dāng)由于于地下下室大大部分分頂板板降板板或地地下一一層為為車庫(kù)庫(kù)(墻體少少)等使用用要求求，不不滿足足地下下室頂頂板作作為結(jié)結(jié)構(gòu)嵌嵌固部部位的的要求求時(shí)，，對(duì)于于3層及3層以上上的地地下室室，可可將結(jié)結(jié)構(gòu)的的嵌固固部位位置于于地下下一層層底板板，此此時(shí)的的底板板應(yīng)按按上述述第1款中有有關(guān)““頂板板”的的要求求處理理，且且應(yīng)滿滿足以以下要要求：：①地地下一一層樓樓層抗抗側(cè)剛剛度應(yīng)應(yīng)大于于地上上一層層樓層層的抗抗側(cè)剛剛度。。②地地下二二層樓樓層抗抗側(cè)剛剛度應(yīng)應(yīng)大于于地下下一層層的樓樓層抗抗側(cè)剛剛度，，并應(yīng)應(yīng)大于于地上上一層層樓層層抗側(cè)側(cè)剛度度的2倍。當(dāng)當(dāng)?shù)叵孪率覍訉訑?shù)少少于3層時(shí)，，宜將將嵌固固部位位設(shè)于于基礎(chǔ)礎(chǔ)頂面面?！?.1.2關(guān)于結(jié)結(jié)構(gòu)底底部的的嵌固固部位位的確確定(3)對(duì)于單單層地地下室室建筑筑宜選選擇基基礎(chǔ)底底板作作為結(jié)結(jié)構(gòu)的的嵌固固端。。選擇擇基礎(chǔ)礎(chǔ)底板板作為為結(jié)構(gòu)構(gòu)嵌固固端，，可以以充分分利用用基礎(chǔ)礎(chǔ)“無無限剛剛”的的假定定。對(duì)對(duì)于首首層樓樓面留留有大大孔洞洞，或或選用用無梁梁樓蓋蓋等各各種結(jié)結(jié)構(gòu)形形式，，都不不會(huì)影影響計(jì)計(jì)算結(jié)結(jié)果的的準(zhǔn)確確性。。但當(dāng)當(dāng)?shù)叵孪率易髯鳛榭箍贡?jí)級(jí)別較較高的的防空空地下下室時(shí)時(shí)，其其地下下室頂頂板通通常具具有作作為結(jié)結(jié)構(gòu)嵌嵌固端端的抗抗側(cè)剛剛度，，此時(shí)時(shí)可以以取其其作為為結(jié)構(gòu)構(gòu)的嵌嵌固端端。●5.1.3計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖的的處理理在多高高層結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，設(shè)設(shè)計(jì)人人員首首先必必須結(jié)結(jié)合工工程實(shí)實(shí)際，，與建建筑設(shè)設(shè)備專專業(yè)協(xié)協(xié)商，，確定定一個(gè)個(gè)合理理的結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)形形式和和結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系。結(jié)結(jié)構(gòu)體體系應(yīng)應(yīng)受力力明確確，傳傳力簡(jiǎn)簡(jiǎn)捷并并力求求平面面和豎豎向規(guī)規(guī)則。。然后后再應(yīng)應(yīng)用力力學(xué)概概念對(duì)對(duì)計(jì)算算簡(jiǎn)圖圖進(jìn)行行處理理。(1)高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)分分析計(jì)計(jì)算時(shí)時(shí)宜對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)進(jìn)行行力學(xué)學(xué)上的的簡(jiǎn)化化處理理，使使其既既能反反映結(jié)結(jié)構(gòu)的的受力力性能能，又又適應(yīng)應(yīng)于所所選用用的計(jì)計(jì)算分分析軟軟件的的力學(xué)學(xué)模型型，從從而從從根本本上保保證分分析結(jié)結(jié)果的的可靠靠性。。(2)在內(nèi)力力與位位移計(jì)計(jì)算中中，應(yīng)應(yīng)考慮慮相鄰鄰層豎豎向構(gòu)構(gòu)件的的偏心心影響響。樓樓面梁梁與柱柱子的的偏心心一般般按實(shí)實(shí)際情情況參參與整整體計(jì)計(jì)算。?！?.1.3計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖的的處理理(3)在內(nèi)力力與位位移計(jì)計(jì)算中中，密密肋板板樓蓋蓋可按按實(shí)際際情況況進(jìn)行行輸入入計(jì)算算，當(dāng)當(dāng)不能能按實(shí)實(shí)際情情況計(jì)計(jì)算時(shí)時(shí)，可可將密密肋梁梁均勻勻等效效為柱柱上框框架梁梁進(jìn)行行計(jì)算算，其其截面面寬度度可取取被等等效的的密肋肋梁截截面寬寬度之之和。。平板板無梁梁樓蓋蓋采用用近似似方法法考慮慮時(shí)，，其柱柱上板板帶可可等效效為框框架梁梁計(jì)算算，等等效截截面寬寬度可可取等等代框框架方方向板板跨的的3/4及垂直直于等等代框框架方方向板板跨的的1/2兩者的的較小小值。。(4)高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)中中，梁梁、柱柱、剪剪力墻墻的初初估截截面尺尺寸可可按第第5章第4～6節(jié)中的的有關(guān)關(guān)規(guī)定定進(jìn)行行取值值。從從大量量的工工程設(shè)設(shè)計(jì)的的結(jié)果果的分分析，，鋼筋筋混凝凝土高高層建建筑單單位建建筑面面積的的豎向向總荷荷載大大約在在12kN/m2～16kN/m2之間。。其中中框架架、框框架―剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)大約約為12kN/m2～14kN/m2；剪力力墻和和筒體體結(jié)構(gòu)構(gòu)大約約在14kN/m2～16kN/m2。在初初步設(shè)設(shè)計(jì)階階段，，這些些數(shù)據(jù)據(jù)可以以用來來對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行初初步內(nèi)內(nèi)力分分析，，從而而可以以初步步確定定柱、、剪力力墻的的截面面尺寸寸。●5.1.3計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖的的處理理(5)當(dāng)構(gòu)件件截面面尺寸寸相對(duì)對(duì)其跨跨度較較大時(shí)時(shí)，構(gòu)構(gòu)件交交匯處處會(huì)形形成相相對(duì)的的剛性性節(jié)點(diǎn)點(diǎn)區(qū)域域，所所以在在內(nèi)力力與位位移計(jì)計(jì)算時(shí)時(shí)，可可考慮慮框架架或壁壁式框框架梁梁柱節(jié)節(jié)點(diǎn)區(qū)區(qū)剛域域的影影響。。剛域域的長(zhǎng)長(zhǎng)度(如圖5.1所示)近似按按下式式計(jì)算算：圖5.1框架節(jié)節(jié)點(diǎn)剛剛域圖圖=a1–0.25hb(5-1a)=a2–0.25hb(5-1b)=c1–0.25bc(5-1c)=c2–0.25bc(5-1d)當(dāng)計(jì)算算剛域域的總總長(zhǎng)度度為負(fù)負(fù)值時(shí)時(shí)應(yīng)取取為零零。●5.1.3計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖的的處理理(6)對(duì)于大大底盤盤多塔塔結(jié)構(gòu)構(gòu)，如如果把把裙房房部分分按塔塔樓的的形式式切開開計(jì)算算，則則下部部群房房及基基礎(chǔ)的的計(jì)算算誤差差較大大，且且各塔塔之間間的相相互影影響也也無法法考慮慮。因因此，，應(yīng)先先進(jìn)行行整體體計(jì)算算，按按《高層建建筑混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)術(shù)規(guī)程程》取夠振振型數(shù)數(shù)，并并考慮慮塔樓樓與塔塔樓之之間的的相互互影響響。當(dāng)當(dāng)各塔塔樓的的質(zhì)量量、剛剛度等等分布布懸殊殊時(shí)，，整體體計(jì)算算反映映出的的前若若干個(gè)個(gè)振型型可能能大部部分均均為某某一塔塔樓所所貢獻(xiàn)獻(xiàn)。而而由于于耦連連振型型的存存在，，判斷斷某一一振型型反映映的是是哪一一塔樓樓的某某一主主振型型比較較困難難。同同時(shí)，，由于于《高層建建筑混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)術(shù)規(guī)程程》中第一一扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)周期期和第第一平平動(dòng)周周期比比值的的限制制以及及水平平位移移限值值的限限制，，為了了驗(yàn)證證各獨(dú)獨(dú)立單單塔的的正確確性和和合理理性，，還需需將多多塔結(jié)結(jié)構(gòu)分分開進(jìn)進(jìn)行計(jì)計(jì)算分分析。?！?.1.3計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖的的處理理(7)對(duì)于超超長(zhǎng)或或不規(guī)規(guī)則等等原因因?qū)⒔ńㄖ镂锝Y(jié)構(gòu)構(gòu)分為為兩個(gè)個(gè)或多多個(gè)獨(dú)獨(dú)立的的結(jié)構(gòu)構(gòu)單元元時(shí)，，最好好是將將各獨(dú)獨(dú)立單單元分分開進(jìn)進(jìn)行計(jì)計(jì)算分分析，，如果果一定定要合合在一一起計(jì)計(jì)算，，也可可按多多塔結(jié)結(jié)構(gòu)模模型進(jìn)進(jìn)行計(jì)計(jì)算，，但需需要注注意的的是，，由于于分縫縫處不不是真真正獨(dú)獨(dú)立迎迎風(fēng)面面，其其風(fēng)荷荷載的的計(jì)算算與實(shí)實(shí)際受受力狀狀態(tài)不不符，，對(duì)于于那些些對(duì)風(fēng)風(fēng)荷載載比較較敏感感或以以風(fēng)荷荷載為為控制制荷載載的結(jié)結(jié)構(gòu)，，必須須修改改風(fēng)荷荷載數(shù)數(shù)據(jù)，，以計(jì)計(jì)算出出正確確的風(fēng)風(fēng)荷載載數(shù)據(jù)據(jù)文件件?！?.1.4總信息息中幾幾個(gè)重重要參參數(shù)的的確定定結(jié)構(gòu)總總信息息是控控制全全局的的參數(shù)數(shù)，在在應(yīng)用用程序序時(shí)應(yīng)應(yīng)深刻刻理解解程序序中對(duì)對(duì)有關(guān)關(guān)參數(shù)數(shù)選用用的說說明，，且應(yīng)應(yīng)在正正確理理解參參數(shù)的的物理理概念念的基基礎(chǔ)上上，根根據(jù)工工程的的實(shí)際際情況況及規(guī)規(guī)范要要求經(jīng)經(jīng)分析析后確確定。。1.周期折折減系系數(shù)周期折折減的的目的的是為為了充充分考考慮框框架結(jié)結(jié)構(gòu)和和框架架―剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)的填填充墻墻剛度度對(duì)計(jì)計(jì)算周周期的的影響響，其其大小小由結(jié)結(jié)構(gòu)類類型和和填充充墻數(shù)數(shù)多少少來決決定結(jié)構(gòu)類型填充墻較多填充墻較少結(jié)構(gòu)類型填充墻較多填充墻較少框架結(jié)構(gòu)0.6～0.70.7～0.8剪力墻結(jié)構(gòu)0.9～1.01.0框剪結(jié)構(gòu)0.7～0.80.8～0.9表5-2周期折折減系系數(shù)●5.1.4總信息息中幾幾個(gè)重重要參參數(shù)的的確定定2.框架―剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)中，，任一一層框框架承承擔(dān)地地震力力調(diào)整整系數(shù)數(shù)框架―剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)中，，由于于剪力力墻剛剛度很很大，，承擔(dān)擔(dān)了大大部分分的地地震作作用剪剪力，，而框框架分分擔(dān)的的地震震作用用很少少，則則在剪剪力墻墻開裂裂后很很不安安全，，所以以《高層建建筑混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)術(shù)規(guī)程程》第8.1.4條規(guī)定框框架部分分承擔(dān)的的最小剪剪力應(yīng)不不小于基基底剪力力的20%和最大樓樓層總剪剪力值的的1.5倍兩者中中的較小小值。3.計(jì)算振型型個(gè)數(shù)一般計(jì)算算振型數(shù)數(shù)應(yīng)大于于9。多塔結(jié)結(jié)構(gòu)振型型數(shù)應(yīng)不不小于塔塔數(shù)的9倍。但也也要注意意一點(diǎn)，，此處指指定的振振型數(shù)不不能超過過結(jié)構(gòu)固固有振型型的總數(shù)數(shù)。例如如，一個(gè)個(gè)規(guī)則的的兩層結(jié)結(jié)構(gòu)，采采用剛性性樓板假假定，由由于每塊塊樓板只只有三個(gè)個(gè)有效動(dòng)動(dòng)力自由由度，整整個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)只有6個(gè)有效動(dòng)動(dòng)力自由由度，這這樣系統(tǒng)統(tǒng)自身只只有6個(gè)特征對(duì)對(duì)，這時(shí)時(shí)候就不不能指定定9個(gè)振型，，最多只只能取6個(gè)，否則則就會(huì)造造成地震震力計(jì)算算異常。?！?.1.4總信息中中幾個(gè)重重要參數(shù)數(shù)的確定定4.梁端彎矩矩調(diào)幅系系數(shù)考慮梁在在豎向荷荷載作用用下的塑塑性內(nèi)力力重分布布，通過過調(diào)整使使梁端彎彎矩減少少，相應(yīng)應(yīng)增加跨跨中彎矩矩，使梁梁上下配配筋均勻勻一些，，達(dá)到節(jié)節(jié)約材料料，方便便施工的的目的。。一般情情況下，，梁端彎彎矩調(diào)幅幅系數(shù)取取值范圍圍為0.8～1.0。5.梁跨中彎彎矩放大大系數(shù)對(duì)于內(nèi)力力分析中中未考慮慮活荷載載不利分分布，而而僅按滿滿布計(jì)算算時(shí)，當(dāng)當(dāng)活載較較大或結(jié)結(jié)構(gòu)的層層數(shù)不多多時(shí)，可可通過此此系數(shù)來來加大梁梁的跨中中彎矩。。彎矩放放大系數(shù)數(shù)可參照照如下取取值：(1)一般高層層建筑：：1.0。(2)活載較大大的高層層及一般般多層建建筑：1.1～1.2。(3)活載較大大的多層層建筑：：1.2～1.3。6.地震力放放大系數(shù)數(shù)為了提高高結(jié)構(gòu)抗抗震安全全度，可可通過此此參數(shù)來來放大地地震力，，其取值值范圍一一般為1.0～1.5?！?.1.4總信息中中幾個(gè)重重要參數(shù)數(shù)的確定定7.連梁剛度度折減系系數(shù)抗震設(shè)計(jì)計(jì)的框架架―剪力墻或或剪力墻墻結(jié)構(gòu)的的連梁，，由于兩兩端的變變位差很很大，故故剪力很很大，連連梁截面面設(shè)計(jì)困困難，往往往出現(xiàn)現(xiàn)超筋現(xiàn)現(xiàn)象?？箍拐鹪O(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，在在保證連連梁具有有足夠的的承受其其所屬面面積豎向向荷載能能力的前前提下，，允許其其適當(dāng)開開裂(降低剛度度)而把內(nèi)力力轉(zhuǎn)移到到墻體等等其他構(gòu)構(gòu)件上。。就是在在內(nèi)力和和位移計(jì)計(jì)算中，，對(duì)連梁梁剛度進(jìn)進(jìn)行折減減。通常常，設(shè)防防烈度為為6、7度時(shí)連梁梁剛度折折減系數(shù)數(shù)取0.7，8、9度時(shí)取0.50，最小不不宜小于于0.50。當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)位移由由風(fēng)荷載載控制時(shí)時(shí)，連梁梁剛度折折減系數(shù)數(shù)不宜小小于0.8。當(dāng)連梁跨跨高比大大于5時(shí)，受力力機(jī)理類類似于框框架梁，，豎向荷荷載比水水平荷載載作用效效應(yīng)明顯顯，此時(shí)時(shí)應(yīng)慎重重考慮連連梁剛度度的折減減問題，，以保證證連梁在在正常使使用階段段的裂縫縫及撓度度滿足使使用要求求。●5.1.4總信息中中幾個(gè)重重要參數(shù)數(shù)的確定定8.梁剛度增增大系數(shù)數(shù)在一般程程序輸入入中，梁梁是按矩矩形尺寸寸輸入并并計(jì)算剛剛度的。。對(duì)于現(xiàn)現(xiàn)澆樓板板，在采采用剛性性樓板假假定時(shí)，，樓板作作為梁的的翼緣，，是梁的的一部分分。在分分析中可可用此系系數(shù)來考考慮樓板板對(duì)梁剛剛度的貢貢獻(xiàn)，梁梁剛度增增大系數(shù)數(shù)取1.0～2.0。其中可可將現(xiàn)澆澆樓面的的邊框梁梁1.5，中間框框架梁取取2.0。●5.1.4總信息中中幾個(gè)重重要參數(shù)數(shù)的確定定9.梁扭矩折折減系數(shù)數(shù)高層建筑筑樓面梁梁受樓板板的約束束，當(dāng)結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算算未考慮慮這個(gè)約約束作用用時(shí)，梁梁的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變形和和扭矩計(jì)計(jì)算值偏偏大，與與實(shí)際受受力不符符。故在在截面設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)應(yīng)對(duì)梁扭扭矩予以以適當(dāng)折折減。計(jì)計(jì)算分析析表明，，梁的扭扭矩折減減系數(shù)與與樓蓋的的約束作作用和梁梁的位置置密切相相關(guān)。邊邊梁和中中梁有區(qū)區(qū)別，有有次梁和和無次梁梁也不一一樣。因因此，應(yīng)應(yīng)根據(jù)具具體情況況確定樓樓面梁的的扭矩折折減系數(shù)數(shù)。若電電算程序序中只有有一個(gè)扭扭矩折減減系數(shù)時(shí)時(shí)，一般般可取0.4。10.活載折減減系數(shù)活載折減減系數(shù)參參數(shù)均可可按荷載載規(guī)范規(guī)規(guī)定進(jìn)行行取值。。一般情情況下不不應(yīng)對(duì)參參數(shù)進(jìn)行行修改。?！?.1.5內(nèi)力計(jì)算算結(jié)果的的分析、、判斷目前，采采用計(jì)算算機(jī)軟件件進(jìn)行多多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)分析幾幾乎已成成為設(shè)計(jì)計(jì)人員的的一種必必然選擇擇，由于于軟件開開發(fā)版本本很多，，這也給給設(shè)計(jì)人人員創(chuàng)造造了多個(gè)個(gè)可選擇擇的設(shè)計(jì)計(jì)平臺(tái)，，但是，，計(jì)算機(jī)機(jī)的輔助助設(shè)計(jì)不不是萬能能的，它它提供的的計(jì)算結(jié)結(jié)果是否否合理、、可靠就就需要設(shè)設(shè)計(jì)人員員來作出出準(zhǔn)確判判斷。1.合理性判判斷(1)周期：周期大大小與剛度的的平方根成反反比，與結(jié)構(gòu)構(gòu)質(zhì)量的平方方根成正比，，因此，計(jì)算算出來的結(jié)構(gòu)構(gòu)自振周期宏宏觀地反映了了結(jié)構(gòu)的幾何何特性和剛度度性質(zhì)。周期期的大小與結(jié)結(jié)構(gòu)在地震中中的反應(yīng)有密密切的關(guān)系。。最基本的是是不能與場(chǎng)地地上的卓越周周期一致，否否則會(huì)產(chǎn)生共共振。在正常常情況下，如如果結(jié)構(gòu)比較較普通，截面面尺寸選擇符符合常規(guī)要求求，則結(jié)構(gòu)基基本周期大體體在以下范圍圍：●5.1.5內(nèi)力計(jì)算結(jié)果果的分析、判判斷1.合理性判斷(1)周期：周期大大小與剛度的的平方根成反反比，與結(jié)構(gòu)構(gòu)質(zhì)量的平方方根成正比，，因此，計(jì)算算出來的結(jié)構(gòu)構(gòu)自振周期宏宏觀地反映了了結(jié)構(gòu)的幾何何特性和剛度度性質(zhì)。周期期的大小與結(jié)結(jié)構(gòu)在地震中中的反應(yīng)有密密切的關(guān)系。。最基本的是是不能與場(chǎng)地地上的卓越周周期一致，否否則會(huì)產(chǎn)生共共振。在正常常情況下，如如果結(jié)構(gòu)比較較普通，截面面尺寸選擇符符合常規(guī)要求求，則結(jié)構(gòu)基基本周期大體體在以下范圍圍：框架結(jié)構(gòu)：～～框-剪結(jié)構(gòu)、框-筒結(jié)構(gòu)：～～剪力墻結(jié)構(gòu)：：～～筒中筒結(jié)構(gòu)：：～～～～～式中：——基本自振周期期，、——第二、第三周周期，N——結(jié)構(gòu)計(jì)算層數(shù)數(shù)。●5.1.5內(nèi)力計(jì)算結(jié)果果的分析、判判斷周期過長(zhǎng)或過過短，可能有有以下四種原原因：(1)結(jié)構(gòu)方案本身身很不合理，，剛度過大或或過?。欢鞘强赡茌斎霐?shù)數(shù)據(jù)有誤，包包括幾何數(shù)據(jù)據(jù)，荷載信息息等。質(zhì)量(荷載)偏大，周期偏偏長(zhǎng)，質(zhì)量過過小，則周期期偏短；三是是可能選用程程序不適合本本工程的設(shè)計(jì)計(jì)。(2)地震力：底部部總剪力應(yīng)在在合理范圍內(nèi)內(nèi)。耦連計(jì)算算時(shí)，底層的的剪重比也應(yīng)應(yīng)在合理的范范圍內(nèi)。對(duì)第第一周期小于于3.5s的結(jié)構(gòu)，一般般為：7度、Ⅱ類上時(shí)/W=1.6%～2.8%；8度、Ⅱ類上時(shí)/W=3.2%～5%。底部剪力過過小，除了首首先檢查結(jié)構(gòu)構(gòu)布置和截面面尺寸是否使使剛度過小外外，還應(yīng)檢查查是否考慮周周期折減系數(shù)數(shù)。如果程序序中沒有進(jìn)行行周期折減，，可使框架、、框—剪結(jié)構(gòu)周期偏偏長(zhǎng)，造成地地震力偏小，，偏于不安全全。在地震力力偏小的情況況下，會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)結(jié)構(gòu)位移滿滿足要求，構(gòu)構(gòu)件配筋為構(gòu)構(gòu)造配筋的不不合理情況。。所以，只有有底部剪力在在合理范圍內(nèi)內(nèi)，檢查內(nèi)力力，配筋才有有意義?！?.1.5內(nèi)力計(jì)算結(jié)果果的分析、判判斷周期過長(zhǎng)或過過短，可能有有以下四種原原因：(3)振型：一般情情況下，正常常計(jì)算結(jié)果的的振型曲線應(yīng)應(yīng)當(dāng)是連續(xù)的的、光滑的曲曲線，不應(yīng)出出現(xiàn)突然的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)或不規(guī)規(guī)則的凹凸。。在有剛度大大的突變處及及頂部有高塔塔的特殊情況況下，可能在在轉(zhuǎn)變處出現(xiàn)現(xiàn)明顯的突變變點(diǎn)，如圖5.2所示。圖5.2振型曲線●5.1.5內(nèi)力計(jì)算結(jié)果果的分析、判判斷2.內(nèi)力與位移的的漸變規(guī)律判判斷如果高層建筑筑結(jié)構(gòu)沿豎向向剛度與質(zhì)量量都很均勻、、漸變，結(jié)構(gòu)構(gòu)布置也沒有有大的改變的的情況下，則則結(jié)構(gòu)的內(nèi)力力和位移計(jì)算算結(jié)果沿豎向向也應(yīng)均勻變變化，不應(yīng)有有大的突變。。否則應(yīng)檢查查幾何數(shù)據(jù)及及其他輸入數(shù)數(shù)據(jù)是否正確確、合理。位位移特征曲線線如圖5.3所示。(a)剪力墻(b)框架(c)框架―剪力墻圖5.3水平位移特征征曲線●5.1.5內(nèi)力計(jì)算結(jié)果果的分析、判判斷3.平衡條件的判判斷豎向平衡條件件：在豎向荷荷載作用下產(chǎn)產(chǎn)生的柱、墻墻肢軸向力代代數(shù)和，應(yīng)等等于總的豎向向荷載?？傌Q豎向荷載是指指未經(jīng)折減的的，直接用于于內(nèi)力計(jì)算的的數(shù)值，不應(yīng)應(yīng)采用計(jì)算地地震作用的重重力荷載代表表值。(2)水平方向平衡衡條件：對(duì)于于風(fēng)荷載作用用，底層各柱柱、墻的剪力力代數(shù)和應(yīng)等等于總的風(fēng)荷荷載。對(duì)于地地震作用，當(dāng)當(dāng)需要進(jìn)行平平衡校核時(shí)，，可利用第一一振型的地震震作用進(jìn)行平平衡分析，而而且必須在修修正之前進(jìn)行行。●5.1.5內(nèi)力計(jì)算結(jié)果果的分析、判判斷4.對(duì)稱性的判斷斷對(duì)稱結(jié)構(gòu)在對(duì)對(duì)稱荷載作用用下，對(duì)稱點(diǎn)點(diǎn)的內(nèi)力與位位移必然對(duì)稱稱，如果不能能滿足對(duì)稱條條件，則計(jì)算算結(jié)果顯然有有問題，就必必須對(duì)幾何數(shù)數(shù)據(jù)和荷載數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)對(duì)，直到滿足足上述條件為為止?？傊ㄟ^上上述關(guān)于周期期、位移、振振型、地震力力、平衡條件件及對(duì)稱性等等的判斷，設(shè)設(shè)計(jì)人員就可可以依此基本本判定其計(jì)算算結(jié)果可以用用于工程設(shè)計(jì)計(jì)。●5.1.6根據(jù)計(jì)算結(jié)果果對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行行調(diào)整(1)柱軸壓比：柱柱軸壓比限值值是為了滿足足結(jié)構(gòu)延性要要求，規(guī)范對(duì)對(duì)各種結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的軸壓比比限值有明確確規(guī)定。根據(jù)據(jù)計(jì)算機(jī)提供供的柱軸壓比比數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)計(jì)人員可以直直接獲得超限限信息，并可可依此對(duì)豎向向構(gòu)件的截面面、混凝土等等級(jí)等進(jìn)行適適當(dāng)調(diào)整，使使計(jì)算軸壓比比在規(guī)范規(guī)定定的限值以內(nèi)內(nèi)。(2)梁柱配筋：：設(shè)計(jì)合理理的結(jié)構(gòu)，，一般不應(yīng)應(yīng)有太多的的超限截面面。設(shè)計(jì)人人員可以對(duì)對(duì)具體的超超限截面進(jìn)進(jìn)行分析。。超限的原原因一般有有以下幾個(gè)個(gè)方面的原原因：一是是截面尺寸寸不夠；二二是構(gòu)件的的支座處理理不當(dāng)，造造成扭矩偏偏大；三是是總信息有有關(guān)調(diào)整系系數(shù)設(shè)置錯(cuò)錯(cuò)誤；四是是個(gè)別幾何何數(shù)據(jù)輸入入有誤等。。柱配筋超超限的原因因還可能是是柱計(jì)算長(zhǎng)長(zhǎng)度取值有有誤，這就就要求設(shè)計(jì)計(jì)人員對(duì)特特殊柱的計(jì)計(jì)算長(zhǎng)度進(jìn)進(jìn)行人工調(diào)調(diào)整。(3)特殊構(gòu)件(如轉(zhuǎn)換梁、、大懸臂梁梁、轉(zhuǎn)換柱柱、跨層柱柱)應(yīng)分析其內(nèi)內(nèi)力、配筋筋是否正常常，必要時(shí)時(shí)應(yīng)進(jìn)一步步分析，包包括手算以以及采用其其他程序進(jìn)進(jìn)行復(fù)核。?！?.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.1工程概況及及計(jì)算簡(jiǎn)圖圖某七層辦公公樓，采用用內(nèi)走道布布置，其柱柱網(wǎng)尺寸為為6.6m×6.3m，走道寬為為2.4m。結(jié)構(gòu)平面面布置圖如如圖5.4所示，其中中走道板厚厚120mm，其他板厚厚為160mm；地下基礎(chǔ)礎(chǔ)頂面至二二層樓面的的高度為4.8m，二層以上上層高3.6m。②軸平面面框架計(jì)算算簡(jiǎn)圖如圖圖5.4所示；混凝凝土等級(jí)為為：一、二二層為C35，三層以上上為C30；縱向受力力鋼筋均為為HRB400級(jí)，箍筋為為HPB235級(jí)。圖5.4結(jié)構(gòu)平面圖圖●5.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.2設(shè)計(jì)條件(1)建筑結(jié)構(gòu)安安全等級(jí)：：二級(jí)。(2)設(shè)計(jì)使用年年限50年，r0=1.0。(3)建筑結(jié)構(gòu)地地上部分為為一類環(huán)境境，地下部部分為二類類環(huán)境。(4)抗震設(shè)防烈烈度：7度。(5)設(shè)計(jì)地震分分組：第一一組。(6)地基場(chǎng)地上上類別：Ⅲ類。(7)建筑抗震設(shè)設(shè)防類別：：丙類。(8)建筑結(jié)構(gòu)阻阻尼比：=0.05。(9)框架抗震等等級(jí)：抗震震構(gòu)造措施施為二級(jí)，，內(nèi)力調(diào)整整及其他為為三級(jí)?！?.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.3荷載標(biāo)準(zhǔn)值值1.屋面均布永永久荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值120板處：q=25×0.12(自重)+3.15(防水及保溫溫、找平等等)=6.15kN/m2160板處：q=25×0.16(板自重)+3.15(防水及保溫溫、找平等等)=7.15kN/m22.樓面均布永永久荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值120板處：q=25×0.12(板自重)+1.5(樓面及樓灰灰)=4.5kN/m2160板處：q=25×0.16(板自重)+1.5(樓面做法及及抹灰)=5.5kN/m23.屋面均布活活荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值(不上人屋面面)q活=0.5kN/m2。4.樓面均布活活荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值120板范圍內(nèi)：：q活=2.5kN/m2160板范圍內(nèi)：：q活=3.5kN/m2(包括非固定定隔墻附加加荷載)●5.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.3荷載標(biāo)準(zhǔn)值值5.雪荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值基本雪壓：：S0=0.3kN/m2；屋面和雪雪分布系數(shù)數(shù)r=1.0sk=r·S0=0.3kN/m26.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值其中kN/m2，地面粗糙糙度為C類。(迎風(fēng)面)，–0.5(背風(fēng)面)，：按《建筑結(jié)構(gòu)荷荷載規(guī)范》采用。7.建筑外圍護(hù)護(hù)墻永久荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值值(按墻面面積積計(jì)算)kN/m28.建筑物內(nèi)部部隔墻永久久荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值(按墻面面積積計(jì)算)kN/m2●5.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.4框架荷載及及內(nèi)力計(jì)算算本算例以結(jié)結(jié)構(gòu)平面第第②軸平面面框架為例例，其樓面面荷載及風(fēng)風(fēng)荷載的受受荷范圍為為6.6m。荷載采用用中國(guó)建科科院PMCAD及PK程序自動(dòng)生生成，恒載載、活荷載載及風(fēng)荷載載作用簡(jiǎn)圖圖如圖5.6、圖5.7及圖5.8所示。平面框架的的內(nèi)力計(jì)算算采用PK程序計(jì)算，，其恒載、、滿布活載載作用下的的內(nèi)力見表表5-3(以首層AB段為例)。圖5.6恒載作用簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖(D-L.T)圖5.7活載作用簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖(L-L.T)●5.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.5第②軸框架架梁的內(nèi)力力組合及配配筋計(jì)算以首層框架架梁AB段為例，在在支座A、B及跨中的彎彎矩及剪力力標(biāo)準(zhǔn)值見見表5-3荷載類型支座A支座B跨中恒荷載MVMV59.0–84.9073.5–87.10–74.20滿布活荷載–46.3036.0–47.40–36.031.60風(fēng)荷載55.517.152.217.1——地震作用149.846.21141.3046.2——表5-3首層AB段框架梁彎彎矩剪力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值(kN·m)●5.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.5第②軸框架架梁的內(nèi)力力組合及配配筋計(jì)算1.A截面組合彎彎矩設(shè)計(jì)值值根據(jù)《建筑抗震設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.4.1條及《建筑結(jié)構(gòu)荷荷載規(guī)范》第3.2.3條進(jìn)行彎矩矩組合。經(jīng)經(jīng)比較最不不利的組合合情況如下下：1)組合1：非抗震設(shè)設(shè)計(jì)MA=1.2×永久荷載彎彎矩標(biāo)準(zhǔn)值值+1.4××滿布活荷載載彎矩標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)+0.6××1.4××風(fēng)荷載彎矩矩標(biāo)準(zhǔn)值=–1.2×84.90––1.4××46.30–0.6×1.4×55.5=––213.32kN·m2)組合2：非抗震設(shè)設(shè)計(jì)MA=1.2×永久荷載彎彎矩標(biāo)準(zhǔn)值值+1.4××風(fēng)荷載彎矩矩標(biāo)準(zhǔn)值+0.7××1.4××滿布活荷載載彎矩標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值=–1.2×84.90––1.4××55.5–0.7×1.4×46.30=––224.95kN·m3)組合3：抗震設(shè)計(jì)計(jì)MA=1.2×永久荷載彎彎矩標(biāo)準(zhǔn)值值+0.5××1.2××滿布活荷載載彎矩標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值+1.3××地震作用彎彎矩標(biāo)準(zhǔn)值值=–1.2×84.90––0.5××1.2××46.30–1.3×149.8=–324.4kN·m●5.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.5第②軸框架架梁的內(nèi)力力組合及配配筋計(jì)算2.支座B截面組合彎彎矩設(shè)計(jì)值值按上述方法法進(jìn)行最不不利內(nèi)力組組合，同理理可得：1)組合1：非抗震設(shè)設(shè)計(jì)MB=––214.7kN·m2)組合2：非抗震設(shè)設(shè)計(jì)MB=––224.0kN·m3)組合3：抗震設(shè)計(jì)計(jì)MB=––313.65kN·m3.跨中組合彎彎矩設(shè)計(jì)值值M跨中=1.2××永久荷載彎彎矩標(biāo)準(zhǔn)值值+1.4××滿布活荷載載彎矩標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值+0.6××1.4××風(fēng)荷載彎矩矩標(biāo)準(zhǔn)值=1.2××59.0+1.4×31.6(忽略風(fēng)荷載載)=115.0kN·m●5.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.5第②軸框架架梁的內(nèi)力力組合及配配筋計(jì)算4.梁正截面抗抗彎縱向鋼鋼筋配筋計(jì)計(jì)算框架梁AB段：mm，mm，mm，mm，混混凝土為C35，N/mm2，N/mm2，縱筋為HRB400級(jí)，其N/mm2?？缰校篗=115.0kN·mmm2檢查是否滿滿足抗震構(gòu)構(gòu)造要求，，抗震等級(jí)級(jí)為二級(jí)的的框架梁跨跨中縱向受受拉鋼筋的的最小配筋筋量：mm2或mm2實(shí)配318，＞＞627mm2，滿足要求求?！?.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.5第②軸框架架梁的內(nèi)力力組合及配配筋計(jì)算2)支座A(1)按組合2計(jì)算：MA=－224.95kN·m(非抗震)(2)按組合3計(jì)算：并乘乘以承載力力抗震調(diào)整整系數(shù)，MA=––243.3kN·m(抗震)。取上述兩兩個(gè)值中的的較大值MA=––243.3kN·m進(jìn)行配筋計(jì)計(jì)算(按單筋截面面)。實(shí)配4Φ22，＞＞，，滿足要求求。●5.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.5第②軸框架架梁的內(nèi)力力組合及配配筋計(jì)算(3)檢查是否滿滿足抗震構(gòu)構(gòu)造要求。。①梁端混混凝土受壓壓區(qū)高度x(《混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范》第11.3.1條)。根據(jù)以上計(jì)計(jì)算結(jié)果,＞②梁端縱縱向受拉鋼鋼筋配筋率率：(《混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范》第11.3.1，11.3.6條)。其值小于2.5%，大于0.3%及③梁端截截面底部和和頂部縱向向受力鋼筋筋截面面積積比值(《混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范》第11.3.6條)。＞0.3(符合要求)④通長(zhǎng)鋼鋼筋設(shè)置(《混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范》第11.3.7條)。梁頂面設(shè)置置222，底面設(shè)置置318(符合要求)?！?.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.5第②軸框架架梁的內(nèi)力力組合及配配筋計(jì)算3)支座B按支座A的計(jì)算方法法進(jìn)行計(jì)算算可得：。。實(shí)配422(1520mm2)滿足要求，，取組合3進(jìn)行配筋計(jì)計(jì)算：M=0.75×(––313.65)=–235.2kN·m。5.梁斜截面剪剪力及箍筋筋計(jì)算由于支座A、B截面在不同同荷載作用用下的剪力力值接近，，而支座B處剪力稍大大，故僅以以支座B截面進(jìn)行最最不利剪力力組合。1)組合1：非抗震設(shè)設(shè)計(jì)VB=1.2×恒載剪力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值+1.4××滿布活載剪剪力標(biāo)準(zhǔn)值值+0.6××1.4××風(fēng)荷載剪力力標(biāo)準(zhǔn)值=1.2××(–74.2)+1.4××(–36.0)+0.6××1.4××(–17.1)=–153.80kN2)組合2：非抗震設(shè)設(shè)計(jì)VB=1.2×恒載剪力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值+1.4××風(fēng)荷載剪力力標(biāo)準(zhǔn)值+0.7××1.4××滿布活載剪剪力標(biāo)準(zhǔn)值值=1.2××(–74.2)+1.4×(–17.1)+0.7×1.4×(–36.0)=–148.3kN●5.2多高高層層建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算算例例5.2.5第②②軸軸框框架架梁梁的的內(nèi)內(nèi)力力組組合合及及配配筋筋計(jì)計(jì)算算4)梁箍箍筋筋計(jì)計(jì)算算(1)組合合1：VB=––153.80驗(yàn)算受剪剪截面跨跨高比＞＞2.5＜4截面應(yīng)符符合≤≤要要求：＞150.4kN(滿足要求求)箍筋：●5.2多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)算算例5.2.5第②軸框框架梁的的內(nèi)力組組合及配配筋計(jì)算算(2)組合3：抗震設(shè)設(shè)計(jì)。VB=––153.3kN截面應(yīng)符符合≤≤kN＞153.3kN(符合要求求)箍筋：(3)選用箍筋筋，按8雙肢箍考考慮：S=ASV/0.339=101/0.339=300mm。實(shí)際選選用：加密區(qū)8@100，非加密密區(qū)中8@200?！?.3剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)算例例1.基本條件件墻肢Q1的平面位位置如圖圖5.9所示。底底部加強(qiáng)強(qiáng)區(qū)及其其上一層層(1～4層)的墻體厚厚度為，，非底部部加強(qiáng)區(qū)區(qū)(5層及其上上各層)的墻體厚厚度為為為，墻肢肢長(zhǎng)度為為。墻體體的混凝凝土強(qiáng)度度等級(jí)：：7層樓板面面以下為為C35，7層樓板面面以上為為C30。墻體的的豎向、、水平分分布鋼筋筋以及墻墻肢邊緣緣構(gòu)件的的箍筋采采用HRB335級(jí)熱軋鋼鋼筋，墻墻肢邊緣緣構(gòu)件的的縱向受受力鋼筋筋采用HRB400級(jí)熱軋鋼鋼筋。●5.3剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)算例例2.墻體穩(wěn)定定驗(yàn)算墻肢Q1無端柱和和翼墻，，在底部部加強(qiáng)部部位的截截面厚度度為220mm，約為首首層層高高的1/15。下面以以首層為為例，根根據(jù)《高層建筑筑混凝土土結(jié)構(gòu)技技術(shù)規(guī)程程》第7.2.2條的要求求，對(duì)墻墻肢Q1進(jìn)行穩(wěn)定定驗(yàn)算。。墻肢Q4為兩邊支支承的單單片獨(dú)立立墻肢，，根據(jù)《高層建筑筑混凝土土結(jié)構(gòu)技技術(shù)規(guī)程程》附錄D公式(D.0.3-1)，其計(jì)算算長(zhǎng)度系系數(shù)=1.0，首層墻墻肢的計(jì)計(jì)算長(zhǎng)度度按《高層建筑筑混凝土土結(jié)構(gòu)技技術(shù)規(guī)程程》公式(D.0.2)計(jì)算如下下：剪力墻底底部加強(qiáng)強(qiáng)部位的的混凝土土彈性模模量EC為3.15×104N/mm2，根據(jù)《高規(guī)》公式(D.0.1)可以得到到：作用于首首層墻頂頂組合的的等效豎豎向均布布荷載設(shè)設(shè)計(jì)值，，算得：：因此，首首層墻肢肢Q1的穩(wěn)定性性符合《高層建筑筑混凝土土結(jié)構(gòu)技技術(shù)規(guī)程程》附錄D的要求●5.3剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)算例例3.首層墻肢肢Q1(底部加強(qiáng)強(qiáng)區(qū))截面設(shè)計(jì)計(jì)首層墻肢肢Q1的內(nèi)力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值及及部分內(nèi)內(nèi)力組合合值參見見表5-4。從表5-4中可以看看出，水水平地震震作用產(chǎn)產(chǎn)生的內(nèi)內(nèi)力遠(yuǎn)大大于風(fēng)荷荷載產(chǎn)生生的內(nèi)力力。荷載工況NW(kN)MW(kN·m)VW(kN)永久荷載–1920.01.6–3.0活荷載–320.7–0.4–0.7風(fēng)荷載280.7–59.827.21.2永久+1.4活–2753.01.4–4.61.35永久+0.7×1.4活–2906.31.8–4.71.2永久+1.4活+0.6×1.4風(fēng)–2517.2–48.918.31.2永久+1.4活–0.6×1.4風(fēng)–2988.851.6–27.41.2永久+0.7×1.4活+1.4風(fēng)–2225.3–82.233.81.2永久+0.7×1.4活–1.4風(fēng)–3011.385.2–42.41.0永久+1.4活+0.6×1.4風(fēng)–2133.2–49.218.91.0永久+1.4活–0.6×1.4風(fēng)–2604.851.3–26.81.0永久+0.7×1.4活+1.4風(fēng)–1841.3–82.534.41.0永久+0.7×1.4活–1.4風(fēng)–2627.384.9–41.8表5-4墻肢Q1(首層)內(nèi)力情況況(非抗震)●5.3剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)算例例3.首層墻肢肢Q1(底部加強(qiáng)強(qiáng)區(qū))截面設(shè)計(jì)計(jì)根據(jù)《高層建筑筑混凝土土結(jié)構(gòu)技技術(shù)規(guī)程程》第7.2.15條和7.2.16條的規(guī)定定，底部部加強(qiáng)區(qū)區(qū)及其上上一層(1～4層)的墻肢應(yīng)應(yīng)設(shè)置約約束邊緣緣構(gòu)件，，其長(zhǎng)度度為：，，，，，，暗柱長(zhǎng)度度為：，，，，，。。由于與非非常接近近，故取取。。此時(shí)時(shí)，約束束邊緣構(gòu)構(gòu)件的縱縱向受力力鋼筋合合力作用用點(diǎn)到截截面邊緣緣的距離離為：，首層墻肢肢Q1截面的有有效高度度為：。●5.3剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)算例例1)墻肢的受受剪截面面限制條條件驗(yàn)算算取首層墻墻肢Q1的組合剪剪力設(shè)計(jì)計(jì)值為Vw=42.4kN。因此，當(dāng)當(dāng)無地震震作用組組合時(shí)，，首層墻墻肢Q1的截面符符合剪壓壓比限值值要求。。2)偏心受壓壓正截面面承載力力計(jì)算這里取首首層墻肢肢Q1的組合內(nèi)內(nèi)力設(shè)計(jì)計(jì)值。Nw=1841.3kN，Mw=82.5kN·m。當(dāng)混凝凝土強(qiáng)度度等級(jí)不不超過C50時(shí)，。。墻墻肢截面面的相對(duì)對(duì)界限受受壓區(qū)高高度為：：在底部加加強(qiáng)區(qū)及及其上一一層(1～4層)，墻肢Q1配置豎向向分布鋼鋼筋φ10@200(雙排)，此時(shí)墻墻肢的豎豎向分布布鋼筋配配筋率為為●5.3剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)算例例大于《混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》第10.5.9條非抗震震設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)最小配配筋率0.20%和第11.7.11條二級(jí)抗抗震等級(jí)級(jí)最小配配筋率0.25%的要求。。當(dāng)墻肢兩兩端約束束邊緣構(gòu)構(gòu)件的縱縱向受力力鋼筋對(duì)對(duì)稱配置置時(shí)，界界限破壞壞情況下下的Nb為：由于＜＜，，因此首首層墻肢肢Q1處于大偏偏心受壓壓狀態(tài)，，此時(shí)截截面的受受壓區(qū)高高度為：：＜因此，首首層墻肢肢Q1確實(shí)處于于大偏心心受壓狀狀態(tài)。此此時(shí)●5.3剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)算例例首層墻肢肢Q1端部約束束邊緣構(gòu)構(gòu)件的縱縱向受力力鋼筋面面積為：：＜0這表明當(dāng)當(dāng)無地震震作用組組合時(shí)，，首層墻墻肢Q1端部的約約束邊緣緣構(gòu)件僅僅需按構(gòu)構(gòu)造要求求配置縱縱向受力力鋼筋。?！?.3剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)算例例4)平面外軸軸心受壓壓正截面面承載力力驗(yàn)算這里取首首層墻肢肢Q1的軸向壓壓力設(shè)計(jì)計(jì)值為NW=3011.3kN。根據(jù)《混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》第7.3.11條，首層層墻肢Q1的計(jì)算高高度為：：計(jì)算高度度與墻體體厚度比比值為：：由《混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》表7.3.1，可以得得到首層層墻肢Q1的穩(wěn)定系系數(shù)為。。根據(jù)《混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》公式(7.3.1)，可以得得到：因此，當(dāng)當(dāng)無地震震作用組組合時(shí)，，首層墻墻肢Q1的平面外外軸心受受壓正截截面承載載力符合合要求。?！?.3剪力墻結(jié)結(jié)